基于α-MoO_(3)超表面结构的古斯-汉欣位移

提出利用中心光束原理和有限元仿真软件设计的双曲超表面结构.这种设计的目的是在保持高反射率的同时,实现对反射光束的古斯-汉欣位移(GH位移)的精确控制.仿真结果表明,通过改变入射光的入射角度和α-MoO_(3)厚度等参数,可以实现高反射率和GH位移的调控.此外,还研究了TE波或TM波入射和晶轴取向对GH位移的影响.值得注意的是,在TE波入射时会出现显著的GH位移峰,并且可以通过改变晶轴方向来调整GH位移峰的位置.所设计的超表面结构对探索新型微纳光学器件具有重要意义.

基于古斯-汉欣位移效应的波长传感研究

利用双面金属包覆波导在导模共振激发时对古斯-汉欣位移具有极大的增强效应来实现激光波长微小变化的监测.双面金属包覆波导由上层金膜、导波层和下层金膜组成.当导波层厚度为亚毫米尺度时,应用自由空间耦合技术使入射的激光以小角度入射,在满足相位匹配的条件下激发超高阶导模.理论研究表明,当波导的辐射损耗等于本征损耗时,反射光的侧向位移可达到数百微米,并且此时激发的超高阶导模对波长具有极强的色散能力.通过测量反射光的侧向位移可实现对激光波长变化的实时探测,且具有很高的灵敏度.同时,实验中探测信号只与光束位置相关,可有效避免因光源输出光强的波动带来的干扰.实验测量结果表明对激光波长在859nm附近的分辨率可达到0.2pm.

棱镜波导结构的古斯-汉欣位移模拟（英文）

模拟并分析了波长为633 nm的偏振光通过Kretschmann-Raether微米级棱镜波导结构时的古斯-汉欣位移.在金膜厚度为45 nm的条件下,当入射角为44.1°时,利用稳态相位理论,得到的最大柬位移为+120μm;当入射角为44.1°时,利用COMSOL Multiphysics5.1软件中的波动光学模块,得到的最大束位移为+3.37μm.在共振角附近,COMSOL Multiphysics5.1模拟软件与稳态相位理论均得到正的古斯-汉欣位移,但是COMSOL Multiphysics5.1软件模拟的结果远小于稳态相位理论仿真的结果.该研究对设计基于古斯-汉欣位移测量的高灵敏度传感器具有指导意义.

古斯-汉欣(Goos-Hnchen)位移的研究

该文解释了由古斯-汉欣位移引出的违反相对论的因果律佯谬问题;导出了共振激发下古斯-汉欣位移增强必须满足的条件;在此基础上,用波长为860 nm的半导体激光在实验上获得了迄今为止最大的0.9 mm的正向位移和0.2 mm的负向位移;同时,利用双面金属包覆波导中超高阶导模的特殊性质和增强的古斯-汉欣位移实现了高灵敏的位移和溶液浓度的传感以及观察空间色散的超棱镜效应.

N型四能级原子介质中古斯-汉欣位移的相干控制

通过外加控制场调控腔中N型四能级介质的吸收-色散关系,从而调控反射光和透射光的古斯-汉欣位移.研究表明,在没有外加弱信号控制场的电磁感应透明状态,反射光和透射光的古斯-汉欣位移完全重合;当加上弱信号控制场时,反射光的古斯-汉欣位移对信号场强度、失谐量的变化比较灵敏.可以通过外加控制场使介质在弱吸收的情况下调控古斯-汉欣位移,实现大的、负向古斯-汉欣位移.

级联型波导中古斯-汉欣位移的增强

前期的工作已经证明,由于共振效应和渗透深度的增加,利用毫米尺度对称金属包覆波导和自由空间耦合技术,可获得毫米量级的古斯-汉欣(Goos-Hnchen)位移。本文在此基础上,利用一对对称金属包覆波导组成级联型结构,研究了这种结构中古斯-汉欣位移的增强效应。实验结果表明:当激光波长变化43pm时,由CCD探测器测量得到的古斯-汉欣位移达到了2215m,约为单级波导古斯-汉欣位移的2倍,实验结果与理论推导完全一致。

基于古斯-汉欣位移在级联型波导中增强的研究

利用级联型波导结构来增强古斯-汉欣位移.用两块完全相同的对称金属包覆波导制备级联型波导,研究了反射光束的古斯-汉欣位移增强效应.结果表明,当激光在级联型波导之间反射8次、波长从859.630nm变化到859.673 nm时,古斯-汉欣位移大于5 mm,消光比可以达到50 d B.

古斯-汉欣(Goos-Hnchen)位移研究综述

古斯-汉欣位移是一种反常的光学现象,当一束有限横截面积的光束在不同折射率的两种介质界面发生全反射时将产生一个侧向的位移,也就是说反射点和入射点不在同一点,此位移就称为古斯-汉欣(Goos-Hnchen,GH)位移。通过介绍近年来国内外的研究发展历程,研究了GH位移的数学推导、量子散射以及其在位移传感器、溶液浓度变化的测量等方面的实际应用。

狄拉克半金属中电调谐古斯-汉欣位移

古斯-汉欣位移在光束反射中有重要意义.理论分析并数值验证了线偏振光入射到狄拉克半金属上的古斯-汉欣位移.通过辨别介电函数的实部,确定狄拉克半金属的高损耗和低损耗电介质响应和金属响应.仅在金属响应区,大的相位跃变引起大的古斯-汉欣位移,可用作红外滤波.并且在金属响应区,TE偏振的古斯-汉欣位移永为正且接近零,但随着费米能增加TM偏振的古斯-汉欣位移总是为负且有最小值.通过电调谐狄拉克半金属的费米能,可以调控介电函数和古斯-汉欣位移,反之古斯-汉欣位移能够用来测量费米能.

石墨烯-六方氮化硼结构的古斯-汉欣位移

为了研究由石墨烯覆盖半无限六方氮化硼结构中的古斯-汉欣位移性质,采用传输矩阵方法分析了结构参量对反射光古斯-汉欣位移的影响。结果表明,通过合理调节石墨烯的化学势或层数,均可实现古斯-汉欣位移由正到负的一个转变;通过选取合适的参量,可实现较大的古斯-汉欣位移,其最大值约为波长的450倍。此研究结果对设计光开关、光学传感器件具有重要意义。

近零介电常数区超导界面的古斯-汉欣位移

对相同的结构,构造材料的光学特性不同,古斯-汉欣(Goos-Hanchen,GH)位移也会不同。在近零介电常数区,对介质-超导界面上反射光的GH位移进行了理论研究。结果表明,GH位移与超导材料介电常数为零时的波长(定义为阈值波长)相关。当入射光波长小于阈值波长时,不同偏振态的入射光的GH位移随入射角和介质折射率的变化规律基本相同。当入射光波长大于阈值波长,对s波,GH位移为正值,而对p波,GH位移为负值。当以阈值波长入射,除了在以接近0°的小角度入射时,GH位移基本保持为某一常数,不随入射角的改变而变化。零折射率材料在光子学领域具有广泛的应用,计算结果为基于超导材料的新型光子学器件研究开发提供了参考。

基于量子相干负折射率介质的古斯-汉欣位移

基于非相干泵浦四能级原子系统,提出了一种调控增强古斯-汉欣位移的新方法,实现了负折射率效应。研究结果表明:选取合适的驱动场拉比频率、场失谐量及入射角,可以使古斯-汉欣位移达到350λ,且可以调控古斯-汉欣位移的正负。

黑磷-硫化锌异质结表面古斯-汉欣位移的可调性

基于传输矩阵和表面声子极化子理论,设计了黑磷-硫化锌异质结来实现对远红外区间反射光束古斯-汉欣(GH)位移的调控.理论计算结果表明,通过控制黑磷的电荷掺杂密度及各项异性轴方向等因素,GH位移可被调控且其最大值甚至可达到真空波长的68倍左右.这些研究结果对于新型纳米光学器件的研究具有重要意义.

单层双轴双曲材料古斯-汉欣位移性质

三氧化钼因其具有强烈的各向异性,在光学方面受到研究人员的广泛关注.采用传输矩阵的方法,研究了在中红外区间三氧化钼材料的厚度对反射光束古斯-汉欣位移的影响.结果表明,随频率的变化古斯-汉欣位移呈现由负到正的转变;增加三氧化钼厚度可使古斯-汉欣位移先增大后减小,其最大值约为波长的12.5倍.此研究成果在新型纳米光学器件应用方面具有重要意义.

基于外加驱动场的相干调控来增强古斯—汉欣位移

通过外加驱动场来调控腔中二能级介质的吸收-色散关系来调控反射光和透射光的古斯-汉欣位移。研究表明,在弱放大区域附近对古斯-汉欣位移的控制比强吸收或强放大特性下要灵敏,可以实现位移的突变和增强。

古斯-汉欣效应中光束形变的理论与实验研究

在研究双面金属包覆波导对古斯-汉欣（Goos-Hnchen,G-H）位移的增强效应过程中,观察到了光束在发生古斯-汉欣侧向位移的同时光斑能量会重新分布的现象。为了研究其产生机理,采用高斯光束模型对其进行了模拟计算和实验验证,得到了在波长调谐时,反射光经历不同G-H位移时的光斑形态。结果表明,理论分析和实验结果是完全一致的,并预示着实验中用位置灵敏探测器在观测G-H位移时的局限性。这一结果预计对利用古斯-汉欣效应制作的各类光学器件的研究及应用是有帮助的。

基于古斯-汉欣效应的激光束精密平移的研究

为了精密控制激光光束的平行移动,利用双面金属包覆波导结构在导波共振激发时对古斯-汉欣(Goos-Hnchen)位移的增强效应,采用光学非线性晶体材料作为波导的导波层,通过在波导中两层金属膜间加入控制电压,改变波导参量,实现反射光侧向位移的电调谐,得到了720μm范围内的光束平移电控,控制精度可达25nm。结果表明,实验结果和理论模拟吻合较好。预计本工作对光学微加工领域应用具有积极而广泛的意义。

利用特例证明Goos-Hnchen位移

当发生全内反射时,入射到光疏媒质的能量全部被反射出去。但在计算透射波平均能流时,发现其沿界面的分量并不为0,这部分能量是从哪里来的?本文利用Goos-Hanchen效应给予了证明。

基于古斯-汉欣位移的双通道窄带滤波器

本文利用光束在对称金属包覆波导表面反射得到的异常大的古斯-汉欣(Goos-Hnchen)位移,通过实验实现了双通道窄带滤波.当入射激光波长为859.60nm时,两通道滤波的峰值位置分别为859.604nm和859.688nm,峰值半宽(FWHM)为0.036nm,而消光比达到15.3dB.峰值波长可通过改变入射角或小孔位置实现调谐.

银树枝左手超材料的反常古斯-汉欣位移

左手超材料的反常古斯-汉欣位移研究在理论提出后一直没有相关的实验报道。采用干涉法,通过实验测量了银树枝左手超材料在部分反射下的反常古斯-汉欣位移。利用沃拉斯顿棱镜将入射光分为s偏振光和p偏振光,在经过银树枝左手超材料表面反射后,两束偏振光相互干涉得到了干涉图样;通过对干涉图样进行分析计算,得到了样品的古斯-汉欣位移。实验结果证实,当入射光与银树枝左手超材料的谐振频率一致时,古斯-汉欣位移值为负。